DE10110495B4

DE10110495B4 - Achseinbindung für gefederte Fahrzeugachsen

Info

Publication number: DE10110495B4
Application number: DE2001110495
Authority: DE
Inventors: Thomas Klaas
Original assignee: BPW Bergische Achsen KG
Current assignee: BPW Bergische Achsen KG
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2021-03-06
Also published as: DE10110495A1

Abstract

Achseinbindung für gefederte Fahrzeugachsen mit einem Achskörper (5), den Achskörper (5) an seiner Ober- oder Unterseite kreuzenden Längslenkern (4) oder Blattfedern sowie quer sowohl zu den Längslenkern (4) bzw. Blattfedern wie auch zu dem Achskörper (5) verlaufenden, diese Teile gegeneinander ziehenden Zugstangen (14), die sich entlang der Seitenwände (24) des Achskörpers (5) erstrecken, sich an einem außen an dem Achskörper (5) anliegenden Achslappen (13) abstützen, und über ihre Länge zumindest eine Umlenkung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstangen (14) entlang ihrer Längserstreckung mit mindestens einer Biegung oder Kröpfung (23) versehen sind, wobei sich die Biegung bzw. Kröpfung (23) dort befindet, wo die Zugstange (14) entlang der Seitenwand (24) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achseinbindung für gefederte Fahrzeugachsen mit einem Achskörper und an seiner Ober- oder Unterseite kreuzenden Längslenkern oder Blattfedern sowie die Längslenker bzw. Blattfedern und den Achskörper gegeneinander ziehenden Zugstangen, die sich entlang der Seitenwände des Achskörpers erstrecken, sich an einem außen an dem Achskörper anliegenden Achslappen abstützen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Achseinbindung mit diesen Merkmalen ist z. B. aus der EP 0 590 528 A1 bekannt. Als paarweise angeordnete Zugstangen kommen Federbügel zur Anwendung, die bei der Montage der Achseinbindung unter Vorspannung gesetzt werden. In den ersten Betriebsmonaten kommt es häufig zu einer Reduzierung der herstellerseitig eingestellten Vorspannungen, wobei diese Reduzierung ihre Ursache in dem Setzungsverhalten einzelner Teile der Achseinbindung hat. Zum Ausgleich derartiger Vorspannungsverluste wird daher von Seiten des Achsenherstellers empfohlen, nach einer bestimmten Laufleistung des Fahrzeuges die Vorspannung der Achseinbindung zu überprüfen und gegebenenfalls durch Anziehen der mit Gewinden versehenen Zugstangen wieder herzustellen. Diese Nachsorgearbeiten führen zu einem aus Sicht des Kunden nicht erwünschten, erhöhten Serviceaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Achseinbindung für gefederte Fahrzeugachsen durch konstruktive Mittel eine durch das Setzungsverhalten der Teile bedingte Vorspannungsreduzierung zu vermeiden.
Zur Lösung wird eine Achseinbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Erfindungsgemäß verlaufen daher die Zugkräfte in den Zugstangen nicht auf kürzestem Wege zum Achslappen, sondern entlang eines verlängerten, nämlich zumindest einmal umgelenkten Weges. Dies führt zu einer erhöhten Elastizität in Längsrichtung der unter Vorspannung stehenden Zugstangen und damit zu einer verbesserten Fähigkeit der Zugstangen, ein etwaiges Setzungsverhalten in den einzelnen Teilen der Achseinbindung auszugleichen. Durch die Abwinklung der Kraftverlaufslinien der Zugspannung, wird die Längselastizität der Zugstangen und damit deren Eignung verbessert, eine durch Setzungsprozesse bedingte Vorspannungsreduzierung auszugleichen. Damit entfällt das Erfordernis, im Rahmen von Wartungsarbeiten diese Vorspannung zu kontrollieren und gegebenenfalls durch weiteres Anziehen der Zugstangen die ursprüngliche Vorspannung wiederherzustellen.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Zugstange mit einer Biegung in Wellenform versehen. Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die Zugstange mit einer Kröpfung in Gestalt einer einmaligen Abknickung im Längsverlauf der Zugstange versehen.
In letzterem Fall wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Achseinbindung vorgeschlagen, daß die Zugstangen bis zu der Kröpfung parallel entlang der jeweiligen Seitenwand des Achskörpers, und ab der Kröpfung bis zu ihrer Abstützung an dem Achslappen mit zunehmender Distanz zu dem Achskörper verlaufen.
Vorzugsweise bilden jeweils zwei Zugstangen ein Zugstangenpaar, welches als zweimalig rechtwinklig abgebogener U-Bügel gestaltet ist, dessen gebogenes Bügelende um den Achslappen herumgeführt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage mit lediglich zwei Verschraubungen an den beiden Gewindeenden des U-Bügels.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Achslappen mit beidseitig davon abstehenden Laschen versehen, um die das Bügelende herumgeführt ist. Jede Lasche kann außenseitig mit einer sich überwiegend parallel zu dem Achskörper erstreckenden Nut versehen sein, in der sich das Bügelende der Zugstange abstützt. Dies führt zu einer formschlüssigen Verbindung der Teile und verbessert deren gegenseitige Ausrichtung während der Montage der erfindungsgemäßen Achseinbindung.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsformen einer erfindungsgemäß ausgebildeten Achseinbindung dargestellt sind. Auf der Zeichnung zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer üblichen Luftfederachse in Seitenansicht von der Innenseite des Fahrzeuges her gesehen;
2a eine stark vergrößerte Darstellung einer erfindungsgemäßen Achseinbindung in teilweise geschnittener Seitenansicht;
2b die Gegenstände der 2a in einer um 90° verdrehten Seitenansicht, d. h. in Fahrtrichtung betrachtet;
3a eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Achseinbindung in teilweise geschnittener Seitenansicht;
3b die Gegenstände der 3a, in Fahrtrichtung betrachtet;
4a eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Achseinbindung in teilweise geschnittener Seitenansicht;
4b die Gegenstände der 4a, in Fahrtrichtung betrachtet;
5a eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Achseinbindung in teilweise geschnittener Seitenansicht;
5b die Gegenstände der 5a, in Fahrtrichtung betrachtet;
6a eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Achseinbindung in teilweise geschnittener Seitenansicht;
6b die Gegenstände der 6a, in Fahrtrichtung betrachtet.
Bei der in 1 dargestellten Luftfederachse 1 für ein gezogenes Fahrzeug und insbesondere einen Lkw-Anhänger sind unter einem Fahrzeugrahmen 2 Konsolen 3 befestigt, an denen als Federn ausgebildete Längslenker 4 oder Blattfedern für einen Achskörper 5 schwenkbar gelagert sind. Zwischen dem Fahrzeugrahmen 2 und dem rückwärtigen Ende der Längslenker 4 sind Luftfederbälge 6 angeordnet. Der einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisenden Achskörper 5, an dem die Räder 7 des Fahrzeuges gelagert sind, ist unter einem vorderen, höher liegenden Längsabschnitt des Längslenkers 4 angeordnet, während sich die Luftfederbälge 6 auf tieferliegenden hinteren Längsabschnitten der Längslenker 4 abstützen. Zwischen den Konsolen 3 und dem Achskörper 5 ist auf jeder Seite außerdem ein Stoßdämpfer angeordnet.
Die 2a und 2b zeigen in einer ersten Ausführungsform Einzelheiten der erfindungsgemäßen Achseinbindung, d. h. der Verbindung zwischen den beidseits angeordneten Längslenkern 4 und dem gemeinsamen, durchgehend gestalteten Achskörper 5. Jede Achseinbindung für den Achskörper 5 besteht aus Achsplatten 11, einer Federplatte 12, einem Achslappen 13, Zugstangen 14 in Gestalt von U-Bügeln und Sicherungsmuttern 15.
Die obere Hälfte der Achsplatte 11 besteht aus einem Formkörper mit einem nach oben offenen U-Querschnitt, der die Längslenker 4 umgreift. Die andere Hälfte der Achsplatte 11 ist an ihrer Unterseite U-förmig profiliert und liegt an den abgerundeten Kanten des Achskörpers 5 mit entsprechend geformten Druckflächen an.
Die Federplatte 12 stützt sich oben auf dem aus Federstahl bestehenden Längslenker 4 ab. Oben auf der Federplatte 12 wiederum stützt sich die Unterseite der Sicherungsmutter 15 ab, wobei die Sicherungsmutter 15 auf das obere Ende der bügelförmigen Zugstange 14 aufgeschraubt ist, die zu diesem Zweck dort mit einem Endgewinde versehen ist.
2b läßt erkennen, daß jede der paarweise verwendeten Zugstangen 14 als zweimal rechtwinklig abgebogener U-Bügel gestaltet ist, dessen gebogenes Bügelende 18 um den Achslappen 13 herumgeführt ist. Zu diesem Zweck ist der Achslappen 13 mit beidseitig davon abstehenden Laschen 19 versehen, um die das Bügelende 18 herumgeführt ist. Außenseitig ist die einstückig an dem Achslappen 13 angeformte Lasche 19 mit einer sich überwiegend parallel zu dem Achskörper 5 erstreckenden Nut 20 versehen. An dem Boden dieser Nut 20 stützt sich das in der Nut verlaufende Bügelende 18 des U-Bügels 14 ab, was insbesondere 2a der Zeichnung erkennen läßt.
Um der bügelförmigen Zugstange 14 in Längsrichtung eine gewisse Elastizität zu verleihen, ist diese zusätzlich noch mit einer Kröpfung 23 versehen. Oberhalb der Kröpfung 23 verläuft die Zugstange 14 parallel entlang der Seitenwand 24 des Achskörpers 5. Ab der Kröpfung 23 bis zu der Abstützung der Zugstange 14 an dem Achslappen 13 verläuft die Zugstange 14 dann mit zunehmender Distanz zu der Seitenwand 24 des Achskörpers, wodurch sich der in 2 erkennbare Schrägverlauf dieses unteren Teiles des U-Bügels ergibt. In Folge der Kröpfung 23 vergrößert sich der Innenabstand zwischen den beiden Zugstangen 14 eines Zugstangenpaares in Richtung zu dem Achslappen 13 hin. Im Bereich der Abstützungen der Zugstangen 14 an dem Achslappen 13 ist dieser Innenabstand A_i größer, als das Maß A_a zwischen den Innenseiten der Zugstangen 14. Vorzugsweise ist der seitliche Abstand a zwischen der Seitenwand 24 und dem Bügelende 18 in etwa gleich dem Materialdurchmesser der Zugstange bzw. des U-Bügels.
Mit der seitlichen Abkröpfung der vorzugsweise aus Federstahl bestehenden Zugstangen 14 ist außer der Erhöhung der Längselastizität noch ein weiterer Vorteil verbunden. Das untere Ende der Zugstange 14, hier also das horizontal verlaufende Bügelende 18, läßt sich auf diese Weise relativ hoch anordnen; die Abstützebene der Zugstange 14 an dem Achslappen 13 hat einen nahezu gleichen oder auch geringeren Abstand H zu dem Längslenker 4, als die Anlageebene 25, in welcher sich der Achslappen 13 außen an dem Achskörper 5 abstützt. Dies führt zu einer geringen Bauhöhe der Achseinbindung, die hier nur geringfügig größer ist, als die Bauhöhe des Achskörpers 5 selbst.
Bei der Ausführungsform der 3a und 3b sind die zu einem U-Bügel geformten Zugstangen 14 in soweit anders angeordnet als bei der Ausführungsform nach den 2a und 2b, als der U-Bügel den Achskörper 5 umschlingt. Der Achslappen 13 erstreckt sich hierbei, wie 3b erkennen läßt im wesentlichen in Längsrichtung des Achskörpers 5. Wiederum sind die Zugstangen 14 der beiden U-Bügel mit Kröpfungen 23 zur Aufrechterhaltung einer Vorspannung versehen. Diese Kröpfung 23 erfolgt, anders als bei den 2a und 2b, nicht von der Seitenwand 24 des Achskörpers 5 weg, sondern parallel zur Seitenwand 24.
Bei der Ausführungsform nach den 4a und 4b sind die Zugstangen 14 nicht nur einfach abgekröpft und damit abgewinkelt, sondern die Zugstangen verlaufen in Gestalt einer Wellenlinie, wobei die so gebildete Welle 26 parallel zu der Seitenwand 24 des Achskörpers 5 bleibt.
Demgegenüber baut sich bei der Ausführungsform nach den 5a und 5b die Welle 26 nicht parallel zum Achskörper 5 aus, sondern in einer Ebene rechtwinklig zum Achskörper 5. Abweichend gestaltet ist bei der Ausführungsform nach den 5a und 5b auch der U-Bügel mit den beiden Zugstangen 14. Die Umlenkung des U-Bügels befindet sich hier auf der Oberseite, so daß der U-Bügel den Längslenker 4 umgreift, während sich die auf die Gewindeenden der Zugstangen 14 aufgesetzten Sicherungsmuttern 15 gegen die hier zweifach vorhandenen Achslappen 13 abstützen.
Die Ausführungsform nach den 6a und 6b schließlich verwendet keine U-Bügel, sondern insgesamt vier getrennte Zugstangen 14. Diese sind nach Art von Schrauben gestaltet mit einem Kopf 27 und am anderen Ende auf das Gewinde aufgeschraubten und sich gegen den Achslappen 13 abstützenden Sicherungsmuttern 15. Zur Aufrechterhaltung einer Vorspannung sind die Zugstangen 14 wiederum mit jeweils einer Wellenform 26 versehen.

1: Luftfederachse
2: Fahrzeugrahmen
3: Konsole
4: Längslenker
5: Achskörper
6: Luftfederbalg
7: Rad
8: Stoßdämpfer
11: Achsplatte
12: Federplatte
13: Achslappen
14: Zugstange, U-Bügel
15: Sicherungsmutter
18: Bügelende
19: Lasche
20: Nut
23: Kröpfung
24: Seitenwand des Achskörpers
25: Anlageebene
26: Wellenform
27: Kopf
A_i: Innenabstand
A_a: Maß
a: seitlicher Abstand
H: Höhenabstand

Claims

Achseinbindung für gefederte Fahrzeugachsen mit einem Achskörper (5), den Achskörper (5) an seiner Ober- oder Unterseite kreuzenden Längslenkern (4) oder Blattfedern sowie quer sowohl zu den Längslenkern (4) bzw. Blattfedern wie auch zu dem Achskörper (5) verlaufenden, diese Teile gegeneinander ziehenden Zugstangen (14), die sich entlang der Seitenwände (24) des Achskörpers (5) erstrecken, sich an einem außen an dem Achskörper (5) anliegenden Achslappen (13) abstützen, und über ihre Länge zumindest eine Umlenkung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstangen (14) entlang ihrer Längserstreckung mit mindestens einer Biegung oder Kröpfung (23) versehen sind, wobei sich die Biegung bzw. Kröpfung (23) dort befindet, wo die Zugstange (14) entlang der Seitenwand (24) verläuft.
Achseinbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstangen (14) mit einer Biegung in Wellenform (26) versehen sind.
Achseinbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstangen (14) mit einer Kröpfung (23) in Gestalt einer einmaligen Abknickung im Längsverlauf der Zugstange (14) versehen sind.
Achseinbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstangen (14) bis zu der Kröpfung (23) parallel entlang der jeweiligen Seitenwand (24) des Achskörpers (5), und ab der Kröpfung (23) bis zu ihrer Abstützung an dem Achslappen (13) mit zunehmender Distanz zu dem Achskörper (5) verlaufen.
Achseinbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Zugstangen (14) ein Zugstangenpaar bilden, welches als zweimalig rechtwinklig abgebogener U-Bügel gestaltet ist, dessen gebogenes Bügelende (18) um den Achslappen (13), den Achskörper (5) oder den Längslenker (4) herumgeführt ist.
Achseinbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Achslappen (13) mit beidseitig davon abstehenden Laschen (19) versehen ist, um die das Bügelende (18) herumgeführt ist.
Achseinbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (19) außenseitig mit einer sich überwiegend parallel zu dem Achskörper (5) erstreckenden Nut (20) versehen ist, in der sich das Bügelende (18) der Zugstange (14) abstützt.
Achseinbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Innenabstand zwischen den sich auf verschiedene Seiten entlang der Seitenwände (24) des Achskörpers (5) erstreckenden Zugstangen (14) in Richtung zu dem Achslappen (13) hin vergrößert.
Achseinbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützebene der Zugstangen (14) an dem Achslappen (13) einen gleich großen oder geringeren Abstand (H) zu dem Längslenker (4) bzw. der Blattfeder hat, als die Anlageebene (25) des Achslappens (13) an dem Achskörper (5).
Achseinbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Achskörper (5) als Vierkantrohr mit abgerundeten Kanten ausgebildet ist.